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JP2019053228A - Pattern forming method and pattern forming material - Google Patents

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JP2019053228A JP2017178216A JP2017178216A JP2019053228A JP 2019053228 A JP2019053228 A JP 2019053228A JP 2017178216 A JP2017178216 A JP 2017178216A JP 2017178216 A JP2017178216 A JP 2017178216A JP 2019053228 A JP2019053228 A JP 2019053228A
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鋼児 浅川
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典克 笹尾
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Abstract

【課題】生産性を向上可能なパターン形成方法及びパターン形成材料を提供する。【解決手段】実施形態によれば、パターン形成方法及び接触工程を含む。前記膜形成工程では、パターン形成材料を含むパターン形成材料膜を基体に形成する。前記パターン形成材料は、第1部分及び第2部分を含む。前記第1部分は、アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む。前記第2部分は、前記アクリレート及び前記メタクリレートの前記少なくともいずれかとエステル結合した脂肪族環状化合物と、前記脂肪族環状化合物と結合したカルボニル基と、を含む。前接触工程では、前記パターン形成材料膜を、金属元素を含む金属化合物に接触させる。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern forming method and a pattern forming material capable of improving productivity. According to the embodiment, a pattern forming method and a contacting step are included. In the film forming step, a pattern forming material film containing the pattern forming material is formed on the substrate. The pattern-forming material includes a first portion and a second portion. The first portion comprises at least one of acrylate and methacrylate. The second portion comprises an aliphatic cyclic compound ester-bonded to the acrylate and at least one of the methacrylates, and a carbonyl group bonded to the aliphatic cyclic compound. In the pre-contact step, the pattern-forming material film is brought into contact with a metal compound containing a metal element. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明の実施形態は、パターン形成方法及びパターン形成材料に関する。   Embodiments described herein relate generally to a pattern forming method and a pattern forming material.

例えば、紫外線などの照射によって溶解性を制御するレジスト材料などのパターン形成材料がある。このようなパターン形成材料を用いたパターン形成方法があるパターン形成方法及びパターン形成材料において、生産性の向上が求められる。   For example, there is a pattern forming material such as a resist material whose solubility is controlled by irradiation with ultraviolet rays or the like. In a pattern forming method and a pattern forming material having a pattern forming method using such a pattern forming material, improvement in productivity is required.

特開2008−31160号公報JP 2008-31160 A

本発明の実施形態は、生産性を向上可能なパターン形成方法及びパターン形成材料を提供する。   Embodiments of the present invention provide a pattern forming method and a pattern forming material capable of improving productivity.

本発明の実施形態によれば、パターン形成方法及び接触工程を含む。前記膜形成工程では、パターン形成材料を含むパターン形成材料膜を基体に形成する。前記パターン形成材料は、第1部分及び第2部分を含む。前記第1部分は、アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む。前記第2部分は、前記アクリレート及び前記メタクリレートの前記少なくともいずれかとエステル結合した脂肪族環状化合物と、前記脂肪族環状化合物と結合したカルボニル基と、を含む。前接触工程では、前記パターン形成材料膜を、金属元素を含む金属化合物に接触させる。   According to the embodiment of the present invention, a pattern forming method and a contact step are included. In the film forming step, a pattern forming material film including a pattern forming material is formed on the substrate. The pattern forming material includes a first portion and a second portion. The first portion includes at least one of acrylate and methacrylate. The second portion includes an aliphatic cyclic compound ester-bonded to the at least one of the acrylate and the methacrylate, and a carbonyl group bonded to the aliphatic cyclic compound. In the pre-contact step, the pattern forming material film is brought into contact with a metal compound containing a metal element.

図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係るパターン形成方法に用いられるパターン形成材料を例示する模式図である。FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views illustrating pattern forming materials used in the pattern forming method according to the first embodiment. 図2(a)〜図2(f)は、第1実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。FIG. 2A to FIG. 2F are schematic cross-sectional views illustrating the pattern forming method according to the first embodiment. 図3(a)〜図3(c)は、パターン形成方法における状態を示す模式図である。FIG. 3A to FIG. 3C are schematic views showing states in the pattern forming method.

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Even in the case of representing the same part, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
In the present specification and drawings, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

(第1実施形態)
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係るパターン形成方法に用いられるパターン形成材料を例示する模式図である。
図1(a)に示すように、パターン形成材料110及び111は、第1部分10及び第2部分20を含む。
(First embodiment)
FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views illustrating pattern forming materials used in the pattern forming method according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1A, the pattern forming materials 110 and 111 include a first portion 10 and a second portion 20.

図1(a)に示す例においては、第1部分10は、メタクリレートを含む。図1(b)に示す例においては、第1部分10は、アクリレートを含む。実施形態において、第1部分10は、アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む。   In the example shown in FIG. 1A, the first portion 10 includes methacrylate. In the example shown in FIG.1 (b), the 1st part 10 contains an acrylate. In the embodiment, the first portion 10 includes at least one of acrylate and methacrylate.

第2部分20は、脂肪族環状化合物21及びカルボニル基22を含む。脂肪族環状化合物21は、第1部分20のアクリレート及びメタクリレートの上記の少なくともいずれかと、エステル結合する。例えば、脂肪族環状化合物21は、上記のアクリレート及び上記のメタクリレートの上記の少なくともいずれかと、直接、または炭素数1から3のアルカンを介して、エステル結合する。カルボニル基22は、脂肪族環状化合物21と結合する。   The second portion 20 includes an aliphatic cyclic compound 21 and a carbonyl group 22. The aliphatic cyclic compound 21 is ester-bonded with at least one of the acrylate and methacrylate of the first portion 20. For example, the aliphatic cyclic compound 21 is ester-bonded with at least one of the above acrylate and the above methacrylate directly or via an alkane having 1 to 3 carbon atoms. The carbonyl group 22 is bonded to the aliphatic cyclic compound 21.

脂肪族環状化合物21は、例えば、互いに結合した複数の環状炭化水素を含んでも良い。例えば、脂肪族環状化合物21は、アダマンタン、トリシクロデカン、イソボルナン、ノルボルナン及びシクロヘキサンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。   The aliphatic cyclic compound 21 may include, for example, a plurality of cyclic hydrocarbons bonded to each other. For example, the aliphatic cyclic compound 21 includes at least one selected from the group consisting of adamantane, tricyclodecane, isobornane, norbornane, and cyclohexane.

第1部分10は、側鎖を含んでも良い。例えば、第1部分10の側鎖は、カルボニル基15を含んでも良い。カルボニル基15は、エステル基結合に含まれても良い。   The first portion 10 may include a side chain. For example, the side chain of the first portion 10 may include a carbonyl group 15. The carbonyl group 15 may be included in the ester group bond.

第1部分10及び第2部分20を含むモノマーは、例えば、他のアクリル化合物と共重合させることで、レジスト材料として供与される。   The monomer containing the 1st part 10 and the 2nd part 20 is provided as a resist material by making it copolymerize with another acrylic compound, for example.

例えば、パターン形成材料の膜が、金属元素を含む金属化合物に接触させられる工程に用いられる場合がある。上記の材料(パターン形成材料110及び111など)を用いることで、パターン形成材料の膜が金属化合物に接触させられる工程に用いられる場合において、その膜に金属化合物を効果的に導入することができる。これにより、後述するように、生産性を向上することができる。   For example, there is a case where a film of pattern forming material is used in a process in which a film of a pattern forming material is brought into contact with a metal compound containing a metal element. By using the above materials (such as the pattern forming materials 110 and 111), the metal compound can be effectively introduced into the film when the film of the pattern forming material is used in a process in which the film is brought into contact with the metal compound. . As a result, productivity can be improved as will be described later.

実施形態に係るパターン形成材料は、例えば、以下の化学式で表される組成物を含む。

Figure 2019053228
The pattern forming material according to the embodiment includes, for example, a composition represented by the following chemical formula.

Figure 2019053228

上記の化学式において、「R1」は、水素またはメチル基である。「R2」は、脂肪族環状化合物(例えば、脂環化合物)である。この脂肪族環状化合物は、アダマンタン環、トリシクロデカン環、イソボルナン環、ノルボルナン環、テトラシクロドデカン環及びシクロヘキサン環よりなる群から選択された少なくとも1つを含む。脂肪族環状化合物が用いられることにより、例えば、良好なドライエッチング耐性が得られる。「R2」には、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基及びカルボキシル基よりなる群から選択された少なくとも1つが付加してもよい。   In the above chemical formula, “R1” is hydrogen or a methyl group. “R2” is an aliphatic cyclic compound (for example, an alicyclic compound). The aliphatic cyclic compound includes at least one selected from the group consisting of an adamantane ring, a tricyclodecane ring, an isobornane ring, a norbornane ring, a tetracyclododecane ring, and a cyclohexane ring. By using an aliphatic cyclic compound, for example, good dry etching resistance can be obtained. “R2” may be added with at least one selected from the group consisting of an alkyl group, a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group.

以下、このような材料(パターン形成材料110及び111など)を用いたパターン形成方法の例について説明する。以下では、パターン形成材料110を用いる例について説明する。パターン形成材料111を用いる場合にも、以下に説明する方法が適用される。   Hereinafter, an example of a pattern forming method using such materials (pattern forming materials 110 and 111 and the like) will be described. Below, the example using the pattern formation material 110 is demonstrated. The method described below is also applied when the pattern forming material 111 is used.

図2(a)〜図2(f)は、第1実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
図2(a)に示すように、基体60の表面に、パターン形成材料110を含むパターン形成材料110を含む膜50Fを形成する。この膜50Fの形成には、スピンナ法、またはインクジェット法などの任意の方法が適用される。
FIG. 2A to FIG. 2F are schematic cross-sectional views illustrating the pattern forming method according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2A, a film 50 </ b> F including the pattern forming material 110 including the pattern forming material 110 is formed on the surface of the base body 60. For the formation of the film 50F, an arbitrary method such as a spinner method or an ink jet method is applied.

図2(a)に示すように、膜50Fの一部(第1領域R1)に、電磁波45を照射する。例えば、マスクM1の開口部から電磁波45が、膜50Fの一部(第1領域R1)に照射される。電磁波45の照射は、電磁波45のビームの走査を含んでも良い。   As shown in FIG. 2A, an electromagnetic wave 45 is irradiated onto a part (first region R1) of the film 50F. For example, the electromagnetic wave 45 is irradiated to a part (first region R1) of the film 50F from the opening of the mask M1. Irradiation of the electromagnetic wave 45 may include scanning of the beam of the electromagnetic wave 45.

この後、例えば、現像を行う。   Thereafter, for example, development is performed.

これにより、図2(b)に示すように、電磁波45が照射された第1領域R1が除去される。これにより、膜50Fの第2領域R2が残る。膜50Fの第2領域R2が、パターン形成材料膜50となる。   As a result, as shown in FIG. 2B, the first region R1 irradiated with the electromagnetic wave 45 is removed. Thereby, the second region R2 of the film 50F remains. The second region R2 of the film 50F becomes the pattern forming material film 50.

このように、実施形態に係るパターン形成方法は、パターン形成材料110を含むパターン形成材料膜50を基体60に形成する膜形成工程を含む。膜形成工程は、例えば、基体60にパターン形成材料110を含む膜50Fを形成する工程(図2(a)参照)を含む。膜形成工程は、例えば、その膜50Fの第1領域R1に電磁波45を照射する工程(図2(a)参照)を含む。   As described above, the pattern forming method according to the embodiment includes a film forming step of forming the pattern forming material film 50 including the pattern forming material 110 on the substrate 60. The film forming step includes, for example, a step of forming a film 50F including the pattern forming material 110 on the base body 60 (see FIG. 2A). The film forming step includes, for example, a step of irradiating the first region R1 of the film 50F with the electromagnetic wave 45 (see FIG. 2A).

実施形態において、電磁波45のピーク波長は、例えば、193nm以上194nm未満である。例えば、電磁波45は、ArFエキシマレーザから出射される。   In the embodiment, the peak wavelength of the electromagnetic wave 45 is, for example, not less than 193 nm and less than 194 nm. For example, the electromagnetic wave 45 is emitted from an ArF excimer laser.

膜形成工程は、さらに、膜50Fの第1領域R1を除去する工程(図2(b)参照)を含む。膜50Fの残った領域(第2領域R2)から、パターン形成材料膜50(図2(b)参照)が得られる。   The film forming step further includes a step of removing the first region R1 of the film 50F (see FIG. 2B). The pattern forming material film 50 (see FIG. 2B) is obtained from the remaining region (second region R2) of the film 50F.

例えば、膜50Fの第1領域R1を除去する工程(例えば、現像)においては、例えば、アルカリ現像液を用いた処理が行われる。アルカリ現像液は、例えばTMAH(Tetramethylammonium hydroxide)などを含む。   For example, in the step of removing the first region R1 of the film 50F (for example, development), for example, processing using an alkaline developer is performed. The alkaline developer includes, for example, TMAH (Tetramethylammonium hydroxide).

図2(c)に示すように、パターン形成材料膜50を、金属元素31を含む金属化合物30に接触させる。   As shown in FIG. 2C, the pattern forming material film 50 is brought into contact with the metal compound 30 containing the metal element 31.

金属化合物30は、例えば、有機金属化合物を含む。金属化合物30は、例えば、トリメチルアルミニウムを含む。金属化合物30は、例えば、Ti、V、及びWよりなる群から選択された少なくとも1つと、塩素と、を含んでも良い。金属化合物30は、例えば、TiCl、VCl、及び、WClよりなる群から選択された少なくとも1つを含んでも良い。 The metal compound 30 includes, for example, an organometallic compound. The metal compound 30 includes, for example, trimethylaluminum. The metal compound 30 may include, for example, at least one selected from the group consisting of Ti, V, and W, and chlorine. For example, the metal compound 30 may include at least one selected from the group consisting of TiCl 4 , VCl 4 , and WCl 6 .

金属化合物30は、例えば、液体または気体である。   The metal compound 30 is, for example, a liquid or a gas.

このように、接触工程においては、パターン形成材料膜50を、金属元素31を含む金属化合物30に接触させることが実施される。接触工程において、例えば、金属化合物30が、パターン形成材料膜50中に、例えば、含浸する。このように、接触工程は、パターン形成材料膜50中に金属化合物30を導入することを含む。   Thus, in the contact step, the pattern forming material film 50 is brought into contact with the metal compound 30 including the metal element 31. In the contact step, for example, the metal compound 30 is impregnated, for example, in the pattern forming material film 50. Thus, the contact step includes introducing the metal compound 30 into the pattern forming material film 50.

例えば、接触工程は、パターン形成材料膜50を、金属化合物30を含む液体、及び、金属化合物30を含む気体の少なくともいずれかに接触させることを含む。これにより、例えば、金属化合物30に含まれる金属元素31が、パターン形成材料膜50に含まれる材料に吸着する。この吸着については、後述する。   For example, the contact step includes bringing the pattern forming material film 50 into contact with at least one of a liquid containing the metal compound 30 and a gas containing the metal compound 30. Thereby, for example, the metal element 31 included in the metal compound 30 is adsorbed to the material included in the pattern forming material film 50. This adsorption will be described later.

図2(d)に示すように、上記の接触工程の後に、パターン形成材料膜50を、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気62中で処理する。この処理は、加熱を含む。加熱の温度は、例えば50℃以上180℃以下である。この処理工程において、例えば、酸化が行われる。   As shown in FIG. 2D, after the contact step, the pattern forming material film 50 is processed in an atmosphere 62 containing at least one selected from the group consisting of water, oxygen, and ozone. This treatment includes heating. The heating temperature is, for example, 50 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. In this processing step, for example, oxidation is performed.

図2(e)に示すように、この処理工程の後において、パターン形成材料膜50は、例えば、金属元素31を含む酸化物32を含む。例えば、金属化合物30がトリメチルアルミニウムを含む場合、アルミニウムを含む酸化物32が形成される。例えば、金属化合物30がTiClを含む場合には、チタンを含む酸化物32が形成される。例えば、金属化合物30がVClを含む場合には、バナジウムを含む酸化物32が形成される。例えば、金属化合物30がWClを含む場合には、タングステンを含む酸化物32が形成される。例えば、「メタライズ」が行われる。 As shown in FIG. 2E, after this processing step, the pattern forming material film 50 includes, for example, an oxide 32 including a metal element 31. For example, when the metal compound 30 includes trimethylaluminum, the oxide 32 including aluminum is formed. For example, when the metal compound 30 contains TiCl 4 , an oxide 32 containing titanium is formed. For example, when the metal compound 30 contains VCl 4 , an oxide 32 containing vanadium is formed. For example, when the metal compound 30 contains WCl 6 , an oxide 32 containing tungsten is formed. For example, “metallization” is performed.

パターン形成材料膜50において、酸化物32が形成されると、パターン形成材料膜50のエッチング耐性が向上する。例えば、塩素を含むガスを用いたドライエッチングにおけるエッチングレートが低くなる。   When the oxide 32 is formed in the pattern forming material film 50, the etching resistance of the pattern forming material film 50 is improved. For example, the etching rate in dry etching using a gas containing chlorine is lowered.

図2(f)に示すように、上記の処理工程(酸化処理工程)の後に、基体60の、パターン形成材料膜50に覆われていない領域の少なくとも一部を除去する。例えば、パターン形成材料膜50をマスクとして用いたエッチングが行われる。この除去工程において、例えば、上記の覆われていない領域を、フッ素及び炭素を含むガスに接触させることを含む。エッチングは、例えばRIE(Reactive Ion Etching)である。   As shown in FIG. 2F, at least a part of the region of the substrate 60 that is not covered with the pattern forming material film 50 is removed after the above-described processing step (oxidation processing step). For example, etching using the pattern forming material film 50 as a mask is performed. This removal step includes, for example, contacting the uncovered region with a gas containing fluorine and carbon. Etching is, for example, RIE (Reactive Ion Etching).

実施形態においては、上記のように、パターン形成材料膜50において酸化物32が形成される。このため、マスクとして用いるパターン形成材料膜50のエッチング耐性が向上する。これにより、パターン形成材料膜50をマスクとして用いたエッチング(上記の除去工程)において、良好な加工性が得られる。高い精度の加工が実施できる。   In the embodiment, the oxide 32 is formed in the pattern forming material film 50 as described above. For this reason, the etching resistance of the pattern forming material film 50 used as a mask is improved. Thereby, favorable workability is obtained in the etching (the above-described removal step) using the pattern forming material film 50 as a mask. High precision machining can be performed.

実施形態によれば、生産性を向上可能なパターン形成方法が提供できる。   According to the embodiment, a pattern forming method capable of improving productivity can be provided.

例えば、エッチングの加工において、線幅が100nm以下の加工においても良好な加工性が得られる。例えば、パターン形成材料膜50に覆われていない上記の領域の少なくとも一部の幅W1は、100nm以下である。この幅W1は、基体60に沿う1つの方向(第1方向)に沿う幅である。   For example, in the etching process, good processability can be obtained even when the line width is 100 nm or less. For example, the width W1 of at least a part of the region not covered with the pattern forming material film 50 is 100 nm or less. The width W <b> 1 is a width along one direction (first direction) along the base body 60.

以下、金属化合物30に含まれる金属元素31と、パターン形成材料膜50に含まれる材料と、の間の結合の例について、説明する。   Hereinafter, an example of the bond between the metal element 31 included in the metal compound 30 and the material included in the pattern forming material film 50 will be described.

図3(a)〜図3(c)は、パターン形成方法における状態を示す模式図である。
これらの図は、パターン形成材料110の第1部分10がメタクリレートを含む場合を例示している。そして、金属化合物30はトリメチルアルミニウムであり、金属元素31はアルミニウムである。
FIG. 3A to FIG. 3C are schematic views showing states in the pattern forming method.
These drawings illustrate the case where the first portion 10 of the pattern forming material 110 includes methacrylate. The metal compound 30 is trimethylaluminum, and the metal element 31 is aluminum.

図3(a)に示す第1状態においては、金属元素31(アルミニウム)は、脂肪族環状化合物21のカルボニル基22に吸着(または結合)する。   In the first state shown in FIG. 3A, the metal element 31 (aluminum) is adsorbed (or bonded) to the carbonyl group 22 of the aliphatic cyclic compound 21.

一方、図3(b)に示す第2状態においては、金属元素31(アルミニウム)は、アクリレートの側鎖のカルボニル基15に吸着(または結合)する。   On the other hand, in the second state shown in FIG. 3B, the metal element 31 (aluminum) is adsorbed (or bonded) to the carbonyl group 15 in the side chain of the acrylate.

これらの状態について、安定化エネルギーΔEが第1原理を用いた分子軌道計算(GAUSSIUN等)に基づいて計算される。その結果、第1状態における安定化エネルギーΔEは、−18.28kcal/molである。一方、第2状態における安定化エネルギーΔEは、−14.73kcal/molである。このように、この計算により、第2状態に比べて、第1状態の方が安定であることが分かった。   For these states, the stabilization energy ΔE is calculated based on molecular orbital calculation (GAUSSIUN etc.) using the first principle. As a result, the stabilization energy ΔE in the first state is −18.28 kcal / mol. On the other hand, the stabilization energy ΔE in the second state is −14.73 kcal / mol. Thus, it was found from this calculation that the first state is more stable than the second state.

図3(c)に示す第3状態においては、金属元素31(アルミニウム)は、脂肪族環状化合物21のカルボニル基22と、アクリレートのエステル部のカルボニル基15と、の2か所に吸着(または結合)する。この第3状態における安定化エネルギーΔEは、−32.21kcal/molである。この値は、第3状態の安定化エネルギーΔEは、第1状態と第2状態の和と、ほぼ等しい。これは金属元素31が第1状態や第2状態で吸着した後にも、もう1つの金属元素31が、容易に吸着することを意味している。つまり、1セグメント当たりの金属元素31の吸着能が単純に2倍になることを示している。   In the third state shown in FIG. 3 (c), the metal element 31 (aluminum) is adsorbed at two locations of the carbonyl group 22 of the aliphatic cyclic compound 21 and the carbonyl group 15 of the ester portion of the acrylate (or Join. The stabilization energy ΔE in the third state is −32.21 kcal / mol. In this value, the stabilization energy ΔE in the third state is substantially equal to the sum of the first state and the second state. This means that another metal element 31 is easily adsorbed even after the metal element 31 is adsorbed in the first state or the second state. That is, the adsorption capacity of the metal element 31 per segment is simply doubled.

このことは、脂肪族環状化合物21にカルボニル基22を設けることで、より効率的に、金属元素31(アルミニウム)をパターン形成材料膜50のなかに取り入れることができることを意味する。   This means that the metal element 31 (aluminum) can be more efficiently taken into the pattern forming material film 50 by providing the alicyclic compound 21 with the carbonyl group 22.

ここで述べた現象は、トリメチルアルミニウム以外の他の金属化合物においても同様に生じる。例えば、TiCl、WCl、及びVClなどでも同様のことが生じる。 The phenomenon described here also occurs in other metal compounds other than trimethylaluminum. For example, the same thing occurs with TiCl 4 , WCl 6 , and VCl 4 .

例えば、脂肪族環状化合物21のカルボニル基22が設けられない参考例のパターン形成材料が考えられる。この場合には、上記の第2状態だけが形成される。   For example, a pattern forming material of a reference example in which the carbonyl group 22 of the aliphatic cyclic compound 21 is not provided is conceivable. In this case, only the second state is formed.

これに対して、実施形態においては、脂肪族環状化合物21にカルボニル基22が設けられる。これにより、上記の参考例と比べて、高い効率で、金属元素31(アルミニウム)をパターン形成材料膜50に取り入れることができる。これにより、上記の処理工程(例えば酸化工程)により、パターン形成材料膜50中において、金属元素31を含む酸化物の濃度をより高くすることができる。   In contrast, in the embodiment, the alicyclic compound 21 is provided with a carbonyl group 22. Thereby, compared with said reference example, the metal element 31 (aluminum) can be taken in into the pattern formation material film 50 with high efficiency. Thereby, the concentration of the oxide containing the metal element 31 in the pattern forming material film 50 can be further increased by the above-described treatment process (for example, the oxidation process).

このように、実施形態においては、接触工程の後に、金属元素31は、脂肪族環状化合物21と結合したカルボニル基22に吸着する。例えば、上記の第1状態が形成される。   Thus, in the embodiment, after the contacting step, the metal element 31 is adsorbed on the carbonyl group 22 bonded to the aliphatic cyclic compound 21. For example, the first state is formed.

実施形態において、第1状態に加えて第2状態が形成されても良い。例えば、接触工程の後に、金属元素31は、アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかに含まれるカルボニル基15に吸着しても良い。   In the embodiment, the second state may be formed in addition to the first state. For example, after the contact step, the metal element 31 may be adsorbed on the carbonyl group 15 contained in at least one of acrylate and methacrylate.

(第2実施形態)
第2実施形態は、パターン形成材料に係る。
実施形態に係るパターン形成材料(パターン形成材料110または111)は、アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む第1部分10と、第2部分20と、を含む(図1(a)及び図1(b)参照)。第2部分20は、脂肪族環状化合物21及びカルボニル基22を含む。脂肪族環状化合物21は、上記のアクリレート及び上記のメタクリレートの上記の少なくともいずれかとエステル結合している。カルボニル基22は、脂肪族環状化合物21と結合する。このパターン形成材料は、このパターン形成材料を含む膜(例えばパターン形成材料膜50)が、金属元素31を含む金属化合物30に接触させられる工程を含むパターン形成方法に用いられる。
(Second Embodiment)
The second embodiment relates to a pattern forming material.
The pattern forming material (pattern forming material 110 or 111) according to the embodiment includes a first portion 10 including at least one of acrylate and methacrylate, and a second portion 20 (FIG. 1A and FIG. 1). b)). The second portion 20 includes an aliphatic cyclic compound 21 and a carbonyl group 22. The aliphatic cyclic compound 21 is ester-bonded to at least one of the above acrylate and the above methacrylate. The carbonyl group 22 is bonded to the aliphatic cyclic compound 21. This pattern forming material is used in a pattern forming method including a step in which a film containing the pattern forming material (for example, the pattern forming material film 50) is brought into contact with the metal compound 30 containing the metal element 31.

実施形態に係るパターン形成材料によれば、例えば、エッチング耐性の高いパターン形成材料が提供できる。例えば、生産性を向上可能なパターン形成材料が提供できる。   According to the pattern forming material according to the embodiment, for example, a pattern forming material having high etching resistance can be provided. For example, a pattern forming material capable of improving productivity can be provided.

実施形態は、以下の構成(技術案)を含んでも良い。
(構成1)
アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む第1部分と、第2部分であって、前記第2部分は、前記アクリレート及び前記メタクリレートの前記少なくともいずれかとエステル結合した脂肪族環状化合物と、前記脂肪族環状化合物と結合したカルボニル基と、を含む前記第2部分と、を含むパターン形成材料を含むパターン形成材料膜を基体に形成する膜形成工程と、
前記パターン形成材料膜を、金属元素を含む金属化合物に接触させる接触工程と、
を備えた、パターン形成方法。
(構成2)
前記膜形成工程は、
前記基体に前記パターン形成材料を含む膜を形成する工程と、
前記膜の第1領域に電磁波を照射する工程と、
前記膜の前記第1領域を除去する工程と、
を含み、
前記膜の残った領域から前記パターン形成材料膜が得られる、構成1記載のパターン形成方法。
(構成3)
前記電磁波のピーク波長は、194nm未満である、構成2記載のパターン形成方法。
(構成4)
前記電磁波は、ArFエキシマレーザから出射される、構成2または3に記載のパターン形成方法。
(構成5)
前記接触工程は、前記パターン形成材料膜中に前記金属化合物を導入することを含む、構成1〜4のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成6)
前記接触工程は、前記パターン形成材料膜を、前記金属化合物を含む液体及び前記金属化合物を含む気体の少なくともいずれかに接触させることを含む、構成1〜5のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成7)
前記接触工程の後に、前記金属元素は、前記脂肪族環状化合物と結合した前記カルボニル基に吸着する、構成1〜6のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成8)
前記接触工程の後に、前記金属元素は、前記アクリレート及び前記メタクリレートの前記少なくともいずれかに含まれるカルボニル基に吸着する、構成1〜6のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成9)
前記接触工程の後に、前記パターン形成材料膜を、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気中で処理する処理工程をさらに備えた、構成1〜8のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成10)
前記処理工程の後に、前記パターン形成材料膜は、前記金属元素を含む酸化物を含む、構成9記載のパターン形成方法。
(構成11)
前記処理工程の後に、前記基体の前記パターン形成材料膜に覆われていない領域の少なくとも一部を除去する除去工程をさらに備えた、構成1〜10のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成12)
前記除去工程は、前記覆われていない前記領域を、フッ素及び炭素を含むガスに接触させることを含む、構成11記載のパターン形成方法。
(構成13)
前記基体に沿う第1方向に沿った、前記覆われていない前記領域の少なくとも一部の幅は、100nm以下である、構成11または12に記載のパターン形成方法。
(構成14)
前記金属化合物は、有機金属化合物を含む、構成1〜13のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成15)
前記金属化合物は、トリメチルアルミニウムを含む、構成1〜13のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成16)
前記金属化合物は、Ti、V、及びWよりなる群から選択された少なくとも1つと、塩素と、を含む、構成1〜7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成17)
前記脂肪族環状化合物は、互いに結合した複数の環状炭化水素を含む、構成1〜16のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成18)
前記脂肪族環状化合物は、アダマンタン環、トリシクロデカン環、イソボルナン環、ノルボルナン環、テトラシクロドデカン環及びシクロヘキサン環よりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成1〜17のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成19)
前記第1部分は、側鎖を含み、
前記脂肪族環状化合物は、前記側鎖と結合した、構成1〜18のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成20)
アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む第1部分と、
第2部分であって、前記第2部分は、前記アクリレート及び前記メタクリレートの前記少なくともいずれかとエステル結合した脂肪族環状化合物と、前記脂肪族環状化合物と結合したカルボニル基と、を含む前記第2部分と、
を備えたパターン形成材料であって、
前記パターン形成材料を含む膜が、金属元素を含む金属化合物に接触させられる工程を含むパターン形成方法に用いられる、パターン形成材料。
The embodiment may include the following configuration (technical proposal).
(Configuration 1)
A first portion containing at least one of acrylate and methacrylate; and a second portion, wherein the second portion is an aliphatic cyclic compound ester-bonded to the at least one of the acrylate and the methacrylate, and the aliphatic cyclic. A film forming step of forming a pattern forming material film including a pattern forming material including a second portion including a carbonyl group bonded to a compound on a substrate;
Contacting the pattern forming material film with a metal compound containing a metal element;
A pattern forming method comprising:
(Configuration 2)
The film forming step includes
Forming a film containing the pattern forming material on the substrate;
Irradiating the first region of the film with electromagnetic waves;
Removing the first region of the film;
Including
The pattern forming method according to Configuration 1, wherein the pattern forming material film is obtained from a region where the film remains.
(Configuration 3)
The pattern forming method according to Configuration 2, wherein a peak wavelength of the electromagnetic wave is less than 194 nm.
(Configuration 4)
The pattern forming method according to Configuration 2 or 3, wherein the electromagnetic wave is emitted from an ArF excimer laser.
(Configuration 5)
The pattern forming method according to any one of configurations 1 to 4, wherein the contacting step includes introducing the metal compound into the pattern forming material film.
(Configuration 6)
The pattern formation according to any one of configurations 1 to 5, wherein the contacting step includes bringing the pattern forming material film into contact with at least one of a liquid containing the metal compound and a gas containing the metal compound. Method.
(Configuration 7)
The said metal element adsorb | sucks to the said carbonyl group couple | bonded with the said aliphatic cyclic compound after the said contact process, The pattern formation method as described in any one of the structures 1-6.
(Configuration 8)
The pattern forming method according to any one of configurations 1 to 6, wherein the metal element is adsorbed to a carbonyl group contained in at least one of the acrylate and the methacrylate after the contact step.
(Configuration 9)
Any one of configurations 1 to 8, further comprising a treatment step of treating the pattern forming material film in an atmosphere including at least one selected from the group consisting of water, oxygen, and ozone after the contact step. The pattern formation method as described in one.
(Configuration 10)
The pattern formation method according to Configuration 9, wherein after the processing step, the pattern formation material film includes an oxide containing the metal element.
(Configuration 11)
The pattern forming method according to any one of Structures 1 to 10, further comprising a removing step of removing at least a part of the region of the substrate not covered with the pattern forming material film after the processing step.
(Configuration 12)
The pattern forming method according to Configuration 11, wherein the removing step includes bringing the uncovered region into contact with a gas containing fluorine and carbon.
(Configuration 13)
The pattern forming method according to Configuration 11 or 12, wherein a width of at least a part of the uncovered region along the first direction along the base is 100 nm or less.
(Configuration 14)
The said metal compound is a pattern formation method as described in any one of the structures 1-13 containing an organometallic compound.
(Configuration 15)
The pattern formation method according to any one of configurations 1 to 13, wherein the metal compound includes trimethylaluminum.
(Configuration 16)
The pattern forming method according to any one of configurations 1 to 7, wherein the metal compound includes at least one selected from the group consisting of Ti, V, and W and chlorine.
(Configuration 17)
The said aliphatic cyclic compound is a pattern formation method as described in any one of the structures 1-16 containing the some cyclic hydrocarbon couple | bonded together.
(Configuration 18)
The aliphatic cyclic compound includes at least one selected from the group consisting of an adamantane ring, a tricyclodecane ring, an isobornane ring, a norbornane ring, a tetracyclododecane ring, and a cyclohexane ring, and any one of configurations 1 to 17 The pattern forming method according to 1.
(Configuration 19)
The first portion includes a side chain;
The pattern formation method according to any one of configurations 1 to 18, wherein the aliphatic cyclic compound is bonded to the side chain.
(Configuration 20)
A first portion comprising at least one of acrylate and methacrylate;
The second part, wherein the second part includes an aliphatic cyclic compound ester-bonded to the at least one of the acrylate and the methacrylate, and a carbonyl group bonded to the aliphatic cyclic compound. When,
A pattern forming material comprising:
The pattern formation material used for the pattern formation method including the process by which the film | membrane containing the said pattern formation material is made to contact the metal compound containing a metal element.

実施形態によれば、生産性を向上可能なパターン形成方法及びパターン形成材料が提供できる。   According to the embodiment, a pattern forming method and a pattern forming material capable of improving productivity can be provided.

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、パターン形成方法で用いられるパターン形成材料、金属元素、及び金属化合物、並びに、パターン形成材料に含まれるアクリレート、メタクリレート及び脂肪族環状化合物などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, regarding a specific configuration of each element such as an acrylate, a methacrylate, an aliphatic cyclic compound, and the like included in the pattern forming material, a person skilled in the art may use the pattern forming material, metal element, and metal compound used in the pattern forming method. The present invention is similarly implemented by appropriately selecting from known ranges, and is included in the scope of the present invention as long as similar effects can be obtained.

また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。   Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.

その他、本発明の実施の形態として上述したパターン形成方法及びパターン形成材料を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのパターン形成方法及びパターン形成材料も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。   In addition, all pattern forming methods and pattern forming materials that can be implemented by those skilled in the art based on the pattern forming methods and pattern forming materials described above as embodiments of the present invention are also included in the gist of the present invention. As long as it is included, it belongs to the scope of the present invention.

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。   In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…第1部分、 15…カルボニル基、 20…第2部分、 21…脂肪族環状化合物、 22…カルボニル基、 30…金属化合物、 31…金属元素、 32…酸化物、 45…電磁波、 50…パターン形成材料膜、 50F…膜、 60…基体、 62…雰囲気、 110、111…パターン形成材料、 M1…マスク、 R1…第1領域、 R2…第2領域、 W1…幅   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st part, 15 ... Carbonyl group, 20 ... 2nd part, 21 ... Aliphatic cyclic compound, 22 ... Carbonyl group, 30 ... Metal compound, 31 ... Metal element, 32 ... Oxide, 45 ... Electromagnetic wave, 50 ... Pattern forming material film, 50F ... film, 60 ... substrate, 62 ... atmosphere, 110, 111 ... pattern forming material, M1 ... mask, R1 ... first region, R2 ... second region, W1 ... width

Claims (11)

アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む第1部分と、第2部分であって、前記第2部分は、前記アクリレート及び前記メタクリレートの前記少なくともいずれかとエステル結合した脂肪族環状化合物と、前記脂肪族環状化合物と結合したカルボニル基と、を含む前記第2部分と、を含むパターン形成材料を含むパターン形成材料膜を基体に形成する膜形成工程と、
前記パターン形成材料膜を、金属元素を含む金属化合物に接触させる接触工程と、
を備えた、パターン形成方法。
A first portion containing at least one of acrylate and methacrylate; and a second portion, wherein the second portion is an aliphatic cyclic compound ester-bonded to the at least one of the acrylate and the methacrylate, and the aliphatic cyclic. A film forming step of forming a pattern forming material film including a pattern forming material including a second portion including a carbonyl group bonded to a compound on a substrate;
Contacting the pattern forming material film with a metal compound containing a metal element;
A pattern forming method comprising:
前記膜形成工程は、
前記基体に前記パターン形成材料を含む膜を形成する工程と、
前記膜の第1領域に電磁波を照射する工程と、
前記膜の前記第1領域を除去する工程と、
を含み、
前記膜の残った領域から前記パターン形成材料膜が得られる、請求項1記載のパターン形成方法。
The film forming step includes
Forming a film containing the pattern forming material on the substrate;
Irradiating the first region of the film with electromagnetic waves;
Removing the first region of the film;
Including
The pattern forming method according to claim 1, wherein the pattern forming material film is obtained from a region where the film remains.
前記電磁波のピーク波長は、194nm未満である、請求項2記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 2, wherein a peak wavelength of the electromagnetic wave is less than 194 nm. 前記接触工程は、前記パターン形成材料膜中に前記金属化合物を導入することを含む、請求項1〜3のいずれか1つに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the contacting step includes introducing the metal compound into the pattern forming material film. 前記接触工程は、前記パターン形成材料膜を、前記金属化合物を含む液体及び前記金属化合物を含む気体の少なくともいずれかに接触させることを含む、請求項1〜4のいずれか1つに記載のパターン形成方法。   The pattern according to any one of claims 1 to 4, wherein the contact step includes bringing the pattern forming material film into contact with at least one of a liquid containing the metal compound and a gas containing the metal compound. Forming method. 前記接触工程の後に、前記パターン形成材料膜を、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気中で処理する処理工程をさらに備えた、請求項1〜5のいずれか1つに記載のパターン形成方法。   The process according to any one of claims 1 to 5, further comprising a treatment step of treating the pattern forming material film in an atmosphere containing at least one selected from the group consisting of water, oxygen, and ozone after the contact step. The pattern formation method as described in one. 前記処理工程の後に、前記パターン形成材料膜は、前記金属元素を含む酸化物を含む、請求項6記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 6, wherein after the treatment step, the pattern formation material film includes an oxide containing the metal element. 前記処理工程の後に、前記基体の前記パターン形成材料膜に覆われていない領域の少なくとも一部を除去する除去工程をさらに備えた、請求項1〜7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, further comprising a removing step of removing at least a part of a region of the substrate that is not covered with the pattern forming material film after the processing step. . 前記金属化合物は、有機金属化合物を含む、請求項1〜8のいずれか1つに記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the metal compound includes an organometallic compound. 前記金属化合物は、Ti、V、及びWよりなる群から選択された少なくとも1つと、塩素と、を含む、請求項1〜9のいずれか1つに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the metal compound includes at least one selected from the group consisting of Ti, V, and W, and chlorine. アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれかを含む第1部分と、
第2部分であって、前記第2部分は、前記アクリレート及び前記メタクリレートの前記少なくともいずれかとエステル結合した脂肪族環状化合物と、前記脂肪族環状化合物と結合したカルボニル基と、を含む前記第2部分と、
を備えたパターン形成材料であって、
前記パターン形成材料を含む膜が、金属元素を含む金属化合物に接触させられる工程を含むパターン形成方法に用いられる、パターン形成材料。
A first portion comprising at least one of acrylate and methacrylate;
The second part, wherein the second part includes an aliphatic cyclic compound ester-bonded to the at least one of the acrylate and the methacrylate, and a carbonyl group bonded to the aliphatic cyclic compound. When,
A pattern forming material comprising:
The pattern formation material used for the pattern formation method including the process by which the film | membrane containing the said pattern formation material is made to contact the metal compound containing a metal element.
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